GNSS 導(dǎo)航模擬器對 GNSS 信號特性的模擬十分精確。它能精確復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星信號的偽隨機噪聲碼,確保每個衛(wèi)星的碼序列與真實情況一致,從而使接收機能夠準(zhǔn)確識別衛(wèi)星。在信號強度模擬方面,可根據(jù)衛(wèi)星與接收機的相對位置、傳播距離以及各種干擾因素,精確調(diào)節(jié)信號強度,范圍從強信號的 - 120dBm 左右到弱信號的 - 160dBm 以下,模擬不同環(huán)境下信號強度的變化。同時,模擬器還能模擬信號的多普勒頻移,根據(jù)接收機與衛(wèi)星的相對運動速度,精確調(diào)整信號頻率,真實反映動態(tài)場景下信號頻率的改變,為接收機的動態(tài)定位性能測試提供保障。GNSS 接收器采用多通道技術(shù),提高信號捕獲效率。GPS射頻模擬器
GNSS 模擬器具備多項獨特技術(shù)特點。首先是高精度信號生成能力,能夠精確模擬衛(wèi)星信號的載波相位、偽距等參數(shù),誤差可控制在極小范圍內(nèi),滿足不錯科研及軍方領(lǐng)域?qū)Ω呔葴y試的需求。其次,其靈活性強,可通過軟件設(shè)置模擬不同衛(wèi)星系統(tǒng),如 GPS、北斗、GLONASS 等,還能隨意組合衛(wèi)星信號,模擬全球任意地點、任意時間的衛(wèi)星分布情況。再者,模擬器支持多通道并行模擬,能同時輸出多個衛(wèi)星信號通道,真實模擬實際接收環(huán)境中多顆衛(wèi)星信號同時存在的場景。另外,具備復(fù)雜環(huán)境模擬功能,如模擬信號多路徑傳播、電離層和對流層延遲等干擾,為接收機在復(fù)雜環(huán)境下的性能測試提供有效手段。北斗gnss導(dǎo)航模擬器GPS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星姿態(tài)變化,影響信號發(fā)射方向。
信號傳播模型構(gòu)建:為了模擬信號從衛(wèi)星到接收機的真實傳播過程,GNSS 信號模擬器構(gòu)建了復(fù)雜的傳播模型。它考慮了多種影響信號傳播的因素,如電離層延遲。由于電離層中的自由電子會對信號產(chǎn)生折射,導(dǎo)致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)太陽活動、時間、地理位置等參數(shù)計算電離層延遲量,并相應(yīng)地調(diào)整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經(jīng)驗公式,結(jié)合實時氣象數(shù)據(jù)來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應(yīng),模擬信號在建筑物、地形等物體表面反射后,多條路徑信號疊加對接收信號的干擾。
在全球范圍內(nèi),GNSS 模擬器市場競爭較為激烈。國外有名廠商如思博倫(Spirent)、羅德與施瓦茨(R&S)憑借長期技術(shù)積累與品牌優(yōu)勢,占據(jù)不錯市場主導(dǎo)地位。它們的產(chǎn)品在精度、功能豐富度上表現(xiàn)不錯,普遍應(yīng)用于軍方、航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。國內(nèi)廠商近年來發(fā)展迅速,像北斗星通等企業(yè),依托國內(nèi)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展機遇,不斷推出具有性價比優(yōu)勢的產(chǎn)品,在中低端市場具有較強競爭力,并且逐步向不錯市場滲透。此外,一些新興科技企業(yè)也在通過創(chuàng)新技術(shù),如基于云計算的模擬器服務(wù)等,試圖在市場中開辟新賽道。隨著市場需求不斷增長,尤其是自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域?qū)Ω呔榷ㄎ粶y試需求的爆發(fā),各廠商不斷加大研發(fā)投入,競爭將愈發(fā)激烈,推動產(chǎn)品持續(xù)升級。GNSS 接收器優(yōu)化天線設(shè)計,增強信號接收能力。
在交通領(lǐng)域,GPS 軌跡模擬器用于智能交通系統(tǒng)的測試與優(yōu)化。例如,模擬不同車輛在道路上的行駛軌跡,為交通流量預(yù)測、信號燈配時優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持,幫助改善城市交通擁堵狀況。在物流行業(yè),它可模擬貨物運輸車輛的行駛路徑,用于物流調(diào)度方案的制定與評估,提前規(guī)劃較優(yōu)運輸路線,降低運輸成本。在戶外運動產(chǎn)品研發(fā)中,廠商利用模擬器生成各種戶外運動軌跡,如徒步、騎行、登山等軌跡,測試運動手表、導(dǎo)航設(shè)備等產(chǎn)品在不同運動場景下對軌跡記錄和導(dǎo)航功能的準(zhǔn)確性,提升產(chǎn)品性能。GNSS 信號模擬器模擬信號中斷場景,測試接收機恢復(fù)能力。GPS射頻模擬器錄制回放
GPS 信號模擬器優(yōu)化信號調(diào)制方式,提高信號傳輸效率。GPS射頻模擬器
GNSS 模擬器可分為射頻(RF)模擬器和中頻(IF)模擬器。射頻模擬器直接生成與真實 GNSS 衛(wèi)星發(fā)射頻率相同的射頻信號,通常涵蓋 GPS L1、L2、L5 頻段,以及北斗、GLONASS 等其他系統(tǒng)對應(yīng)頻段。其優(yōu)勢在于能直接模擬衛(wèi)星信號在空中傳播后的真實狀態(tài),無需接收機進行額外的下變頻處理,適用于對接收機前端射頻性能測試,如天線性能、射頻濾波器效果評估等。而中頻模擬器輸出的是經(jīng)過下變頻后的中頻信號,頻率一般在幾百兆赫茲以下。這種類型便于進行信號處理算法的測試與驗證,因為中頻信號更易于被數(shù)字信號處理設(shè)備采集和分析,開發(fā)人員可專注于研究信號解算、定位算法等重心功能。GPS射頻模擬器